分布式電源并網對于配電網的影響研究

韓紅剛

【摘 要】分布式電源指的是不直接接入集中供電系統的35kV及以下的電源裝置，主要包括發電機和蓄電裝置。由于分布式電源具有很多天然優勢，其接入當代電網可以說是必然發展趨勢。本文針對分布式電源的有關知識作了簡要介紹，并對分布式電源對現如今電網運行產生的影響及其特點作了詳細分析。

【關鍵詞】分布式電源并網；微網；配電網；影響

一、引言

電力系統是由發電廠、送變電線路、供配電所和用電等環節組成的電能生產與消費系統。他可以把自然界的風能、水能等能源轉化成電能，然后通過電網將電能傳輸到需要用電的用戶。但是，就目前現有絕大多數的供電系統而言，都是集中式單一供電系統，這種傳統單一化大電網供電已經不能滿足現如今日益多樣化的供電需求。而分布式電源的出現，恰好解決了這一問題。

二、分布式電源的概念及其意義

（一）分布式電源的概念

分布式發電指的是由于一些特殊用戶的特殊用電需求而在一些特定的用電場所直接發電供電，來輔助配合現存大電網的正常運行。這些分布式發電機主要類型有燃料電池、小型燃氣輪機、小型光伏發電、小型風光互補發電等。分布式發電是專門針對所需用戶的用電來設計發電的裝置，因此其供電質量可以得到保證。同時伴隨著新能源的發展，這種新型的分布式配電系統正在逐漸發揮著更重要的作用。

（二）使用分布式電源的意義

1.使用清潔能源，節能環保。分布式電源可以利用自然界的很多種天然能源，例如風能、水能、地熱能、生物質能等。因此，分布式電源在節約資源方面具有重要意義，同時由于分布式電源往往利用的是清潔能源，其對于減少環境污染也有很大的貢獻。

2.解決邊遠地區供電難的問題。由于傳統大電網在輸電時需要架設輸電線路，而在一些偏遠山區或農村，鋪設遠距離輸電線路受到地形等情況的限制難以實現。那么在這個時候，分布式電源可以利用生物質能或風力發電實現這些偏遠地區的供電。

3.負荷高峰期具有一定的調峰作用?，F代城市用電量正在逐步增加，尤其是在午間夜間等用電高峰期，現有的大電網供電系統面臨著巨大的壓力，甚至有點不堪重負。分布式電源則可以為一部分用戶單獨提供用電，緩解了集體供電的壓力，降低電網用電峰值。

4.具有一定的經濟效益。分布式發電無需建立配電站，輸電損耗低，可降低或避免附加輸配電成本，同時裝機成本較低，所需準備時間短，土建和安裝成本很低。分布式發電還可以彌補大電網安全穩定性的不足，在一些意外情況發生時可實現繼續供電，已經成為集中供電方式不可缺少的重要補充。

三、微網的概念及其特點

（一）微網的概念

微網顧名思義是指微小的電網。它是由分布式電源、電能轉化器、負載保護和檢測裝置、輸出裝置組成的小型電力系統。這樣的一個系統，微小但功能完備。它即可以單獨完成發電、配電工作，也可以并入大電網運行，適應能力很強。

（二）微網方式運行的優點

分布式發電系統中各發電站相互獨立，用戶由于可以自行單獨控制，不會產生大規模停電事故，所以安全可靠性比較高。

（三）微網并網運行

微網如果要并網運行，必須使各個獨立發電系統之間過度平緩，微網并網和獨立運行時都必須保證供電質量。

四、分布式電源并網對配電網的影響

（一）對電能質量的影響

1.電壓波動與閃變。電壓波動是指電壓幅值不超過0.9-1.1的隨機變動或者有規律的波動。也可以說閃變是比較嚴重的電壓波動的體現；閃變是對燈光照度波動的一種主觀感受，當電壓幅值波動達到0.5%，每秒變動6.25次，將更加明顯，閃變是沒有規律的。

2.諧波污染和直流注入。由于分布式電源需要建立很多個微小的發電系統，其所需要大量電子器件，這就難免會產生大量電波污染。

3.對系統穩態電壓的影響。當分布式電源接入大電網內運行時，原本大電網中某些正常負荷節點，可能會因分布式電源的接入造成電壓升高甚至超過其承受范圍。

（二）對繼電保護的影響

傳統集中供電的大電網采用輻射狀供電網，當分布式電源接入其中運行后，電網中電流的流向將發生變化。

1.引起繼電保護誤動作。由于集中供電式大電網中原本沒有其他電源，所以用于開關的繼電器不會因轉移電流而產生偏向。但是當分布式電源接入電網中時，原本平靜的大電網會因其他電源的加入而引起這條電源線路上繼電器的錯誤判斷，有可能會造成正常電路失去主電源的供電。

2.使重合閘不成功。大電網在實際供電過程中經常會用到繼電保護裝置重合閘，當電網中有這個裝置且接入分布式電源時，如果電網發生故障，那么必須先將分布式電源移除，然后再移除重合閘。否則將會使機電保護裝置重合閘功能失效。

（三）對配電網可靠性的影響

分布式電源接入電網后對電網既有有利的影響又有不利的影響。一方面，由于分布式電源并非真正意義上的獨立于大電網之外。因此，如果遇到意外情況造成大電網停電，部分分布式電源的正常供電也會受到影響。同時，分布式電源引起的電波輻射和繼電器誤判都會對大電網的可靠性造成不利影響。另一方面，分布式電源其本身的相對獨立性，又是傳統電網的重要補充。在一些特殊情況下，可以不依靠電網單獨給用戶供電。這無疑會彌補傳統配電網的可靠性的不足。

（四）對配電網規劃的影響

配電網規劃是使供電系統正常運行的一項非常重要的工作。配電規劃是指在滿足用戶用電和安全供電的情況下，通過對供電網絡進行分析得出最優供電配置。由于分布式電源種類多數量多的特點，其接入大電網后會對集中大電網的供電造成影響，這就不利于供電規劃。

（五）對實時監控和電網調度的影響

傳統電網集中供電在實時監控和電網調度方面是具有天然優勢的，集中管理集中調度分配有利于電網的合理運行。當分布式電源接入后，各個單獨電源存在于大電網中，會使集中調度和實時監控工作變得復雜，造成電網整體調度工作變得混亂。

（六）孤島運行問題

目前常見的分布式電源的保護繼電器都有這樣一個特點，其在運行過程中不能與外部系統進行信息交流，這就是分布式電源的孤島運行問題。在電網的實際運行過程中，分布式電源有可能會不能及時檢測到電網中斷路器的斷路情況，如果斷路器斷開而分布式電源未能得到此信號而繼續供電，就極有可能造成供電事故。因此，分布式電源的孤島運行管理變得至關重要。

五、結語

分布式電源供電是隨著新能源的開發和可再生能源的利用技術而逐漸發展的一種新型供電方式。本文對分布式電源技術、分布式電源并網后對供電網的影響以及分布式電源的發展方向問題做了簡要分析。目前的分布式電源供電方式發展還不成熟，這種供電方式既有優勢也有不足之處。因此，我們仍需對分布式電源供電系統進行詳細研究，將其對大電網的不利影響降到最低、解決孤島運行問題，讓分布式電源充分發揮其積極作用。

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